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Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011.

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Presentazione sul tema: "Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011."— Transcript della presentazione:

1 Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

2 Dentro le scienze integrate Alba Gainotti Alessandra Modelli

3 Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011 Sez. A La Terra nello spazio

4 Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011 Il Pianeta Terra UNITÀ A2

5 La forma della Terra Nell’antica Grecia il filosofo Talete sosteneva che la Terra fosse un disco galleggiante sull’acqua. Anassimandro, riteneva fosse di forma cilindrica. Pitagora pensava che il nostro pianeta avesse una forma geometrica perfetta, ossia una forma sferica. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

6 La forma della Terra Aristotele apportò due argomenti concreti a favore della sfericità della Terra: 1. l’ombra che la Terra proietta sulla Luna durante le eclissi ha sempre forma circolare; 2. un viaggiatore che si sposta verso sud osserva stelle sempre differenti; l’altezza sull’orizzonte della Stella Polare diminuisce a mano a mano che ci si sposta più a sud. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

7 La forma della Terra La Terra non è perfettamente sferica: è leggermente schiacciata ai Poli e rigonfia all’Equatore. Il raggio polare misura 6357 km, quello equatoriale 6378 km: tra i due valori c’è una differenza di soli 21 km. La figura geometrica regolare che più si avvicina alla forma della Terra è l’ellissoide di rotazione, il solido geometrico che si ottiene facendo ruotare un’ellissi attorno all’asse passante per i Poli. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

8 Lo schiacciamento polare è dovuto alla forza centrifuga La causa dello schiacciamento polare è il moto di rotazione della Terra attorno al suo asse. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

9 Carta di identità della Terra Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

10 I moti della Terra: la rotazione Dalla Terra vediamo il Sole e le stelle compiere dei moti che non avvengono realmente, ma che sono conseguenze dei moti reali del nostro pianeta: tali moti sono detti apparenti. Il moto apparente delle stelle: dalla Terra si ha l’impressione che sia il cielo stellato a girare, compiendo una rotazione che si completa in 24 ore. La Stella Polare è l’unica che appare immobile nel cielo, trovandosi sul prolungamento dell’asse di rotazione terrestre. Tutte le altre stelle sembrano ruotare attorno alla Stella Polare. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

11 Il moto apparente del Sole Per chi abita le nostre regioni il Sole, nell’arco delle 24 ore, spunta dall’orizzonte, s’innalza, descrive un arco nel cielo e tramonta. Quando raggiunge la massima altezza rispetto all’orizzonte è in culminazione. In quell’istante è il mezzogiorno vero (o astronomico). Quando il Sole scende al di sotto dell’orizzonte inizia la notte. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

12 L’alternarsi del dì e della notte La conseguenza della rotazione terrestre è l’alternarsi del dì e della notte. A causa del moto di rotazione della Terra, a ogni istante delle 24 ore c’è una metà della Terra che è esposta al Sole e un’altra metà che si trova al buio. Il passaggio dal buio alla luce e viceversa non è brusco: la diffusione della luce solare nell’atmosfera determina il chiarore dell’aurora e quello del crepuscolo. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

13 I moti della Terra: la rivoluzione Oltre alla rotazione attorno al proprio asse, la Terra compie un giro completo attorno al Sole in circa 365 giorni, ossia in un anno. A questo movimento si dà il nome di moto di rivoluzione terrestre. Una delle prove di questo moto è l’osservazione di un altro moto apparente: il moto del Sole durante l’anno attraverso le costellazioni dello Zodiaco. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

14 Le costellazioni dello zodiaco La costellazione che fa da sfondo al sorgere del Sole non è sempre la stessa nel corso dell’anno. Ogni giorno all’alba il Sole appare lievemente spostato rispetto al punto in cui è sorto il giorno precedente. Così, giorno dopo giorno, il Sole sembra scorrere lentamente tra le costellazioni che si trovano sullo sfondo. Tali costellazioni furono denominate dagli antichi costellazioni dello Zodiaco. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

15 Le stagioni Le stagioni sono una conseguenza del moto di rivoluzione terrestre e del fatto che l’asse di rotazione: punta sempre, in direzione Nord, verso la Stella Polare. è inclinato di 66°33’ rispetto al piano dell’orbita terrestre. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

16 Conseguenze dell’inclinazione dell’asse terrestre Questa combinazione di fattori ha come conseguenza le stagioni. Nel corso delle stagioni: varia la durata del dì e della notte; varia l’inclinazione con cui i raggi solari colpiscono una data zona della Terra: quando le radiazioni solari giungono perpendicolari, l’intensità del riscaldamento è massima, mentre quando, arrivando inclinate, si distribuiscono su una superficie maggiore, il riscaldamento è minore. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

17 Le stagioni Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

18 Se l’asse non fosse inclinato? Se l’asse terrestre non fosse inclinato: il circolo d’illuminazione passerebbe costantemente per i Poli. Di conseguenza, ogni giorno dell’anno, tutti i punti della superficie terrestre sarebbero per 12 ore esposti alla luce e per 12 ore immersi nel buio; il dì e la notte avrebbero ovunque la stessa durata, indipendentemente dal periodo dell’anno. un dato punto della superficie terrestre sarebbe investito dai raggi solari con la stessa inclinazione durante tutto l’anno. all’Equatore, il Sole alla culminazione sarebbe sempre sulla perpendicolare rispetto al piano dell’orizzonte, mentre, per un osservatore posto al Polo, il Sole sarebbe sempre al limite dell’orizzonte. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

19 Le posizioni della Terra e del Sole nel corso dell’anno Il giorno dell’equinozio di primavera (21 marzo) la durata del dì è uguale a quella della notte in tutti i punti della Terra: alla culminazione il Sole illumina perpendicolarmente i punti situati all’Equatore; ai Poli il Sole è sull’orizzonte; nel nostro emisfero comincia la primavera. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

20 Il solstizio d’estate Il giorno del solstizio d’estate (21 giugno) l’emisfero boreale è rivolto verso il Sole più che in qualsiasi altro momento dell’anno. la calotta polare a nord del Circolo polare artico è illuminata per tutte le 24 ore del giorno; nel nostro emisfero il dì ha la massima durata rispetto alla notte; comincia l’estate. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

21 L’equinozio di autunno Il giorno dell’equinozio d’autunno (23 settembre), come già all’equinozio di primavera, la durata del dì è uguale a quella della notte in tutti i punti della Terra. Il giorno del solstizio d’inverno (22 dicembre) la calotta polare antartica è illuminata per tutte le 24 ore: nell’emisfero meridionale il dì ha la massima durata rispetto alla notte; nel nostro emisfero la notte ha la massima durata; comincia l’inverno. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

22 Tragitto del Sole a Roma nel corso dell’anno Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

23 Perché le differenze tra le stagioni? Sulla base delle considerazioni astronomiche esposte, ora possiamo capire perché vi siano differenze climatiche fra le stagioni. In primavera e in estate il Sole è più alto sull’orizzonte e quindi scalda maggiormente la superficie terrestre; in queste stagioni il dì dura più a lungo e questo fa pian piano accumulare sempre più calore; in autunno e inverno avviene il contrario: nelle lunghe notti si disperde più calore di quanto non ne venga assorbito durante il dì e la temperatura è più bassa. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

24 Quali sono i periodi più caldi e più freddi dell’anno? Perché, se l’insolazione è massima al solstizio d’estate, il periodo più caldo dell’anno si colloca tra luglio e agosto? Questo è dovuto al fatto che la Terra continua ad accumulare calore anche oltre il solstizio d’estate e riceve di giorno più energia di quanta ne disperda durante la notte. Allo stesso modo, dopo il solstizio d’inverno la Terra continua a raffreddarsi e i mesi invernali successivi risultano più freddi di quelli autunnali che li precedono. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

25 L’orientamento Il Sole, con il suo apparente moto quotidiano costituisce uno strumento per orientarci nello spazio. Il termine «orientamento» deriva da oriente (o est), la zona dell’orizzonte dove sorge il Sole; occidente (ovest) è la zona opposta, dove il Sole tramonta. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

26 Orientarsi a mezzogiorno Nel nostro emisfero e alle nostre latitudini, possiamo individuare la nostra posizione rispetto ai punti cardinali A mezzogiorno, quando il Sole è in culminazione, si trova sempre nella direzione sud. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

27 Orientarsi di notte Di notte, in assenza del Sole, sono le stelle a orientarci. Nel nostro emisfero la Stella Polare, che è situata sul prolungamento dell’asse di rotazione terrestre, indica il nord. Questa stella che costituisce l’estremità del timone del Piccolo Carro si individua prolungando il segmento che congiunge le due stelle della «sponda posteriore» del Grande Carro. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

28 La bussola Lo strumento che consente di individuare il nord, indipendentemente dal Sole o dalle stelle, è la bussola. La bussola è costituita da un ago magnetico libero di ruotare su un perno. L’ago della bussola si orienta spontaneamente verso nord per effetto del campo magnetico terrestre. In realtà, la bussola non indica esattamente il nord vero, detto anche nord geografico, ma una direzione abbastanza vicina a esso, detta nord magnetico. Il Polo nord magnetico si trova nel Canada settentrionale. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

29 Meridiani e paralleli Per avere un’idea della posizione di un qualsiasi punto sulla Terra è necessario riferirsi a un reticolato immaginario, che avvolge in modo figurato la superficie terrestre. Per la costruzione di tale reticolato, la superficie terrestre fornisce due punti «naturali»: il Polo nord e il Polo sud geografici, corrispondenti all’intersezione della superficie del pianeta con l’asse di rotazione terrestre. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

30 I paralleli e l’Equatore Immaginiamo ora di tagliare il globo terrestre con un piano perpendicolare all’asse di rotazione e passante per il centro della Terra. L’intersezione di questo piano con la superficie terrestre individua su tale superficie una circonferenza chiamata Equatore. L’intersezione con piani paralleli all’Equatore determina dei circoli detti paralleli. L’Equatore è in ogni suo punto equidistante dai due Poli e divide il globo in due emisferi: l’emisfero settentrionale o boreale e l’emisfero meridionale o australe. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

31 I meridiani Immaginiamo di tracciare i circoli determinati dall’intersezione della superficie terrestre con i piani che passano per entrambi i Poli, ossia per l’asse terrestre. Questi circoli sono tutti uguali. Li possiamo pensare formati ciascuno da due semicirconferenze, unite in corrispondenza dei Poli; queste semicirconferenze sono dette meridiani. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

32 Meridiani e paralleli formano il reticolato Paralleli e meridiani ci forniscono la «quadrettatura» o reticolo geografico necessaria per localizzare con esattezza qualsiasi punto sulla superficie terrestre. Per far sì che in tutto il mondo la posizione di un qualsiasi punto della superficie terrestre venga indicata nello stesso modo, si sono scelti un parallelo e un meridiano di riferimento: l’Equatore e il meridiano di Greenwich. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

33 La longitudine La longitudine di un dato meridiano è la distanza angolare tra quel meridiano e il meridiano di riferimento. A partire dal meridiano di Greenwich (che ha longitudine 0°), un dato meridiano può essere misurato procedendo verso est o verso ovest e si fa seguire a tale valore angolare l’indicazione est (E) oppure ovest (W), a seconda che la misura sia fatta a est o a ovest del meridiano di Greenwich. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

34 La latitudine La latitudine di un dato parallelo è la distanza angolare tra quel parallelo e l’Equatore. Il valore della latitudine è compreso tra 0°(Equatore) e 90°(Polo), seguito dall’indicazione nord (N) oppure sud (S), a seconda che la località si trovi nell’emisfero settentrionale oppure nell’emisfero meridionale. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

35 Le coordinate geografiche Latitudine e longitudine sono le coordinate geografiche che servono a individuare la posizione di un punto sulla superficie terrestre. Per esempio, la posizione di Roma è data dalle seguenti coordinate: latitudine: 41°54’ N, longitudine: 12°29’ E. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

36 Il GPS (Global Positioning System) Oggi, per conoscere rapidamente e con precisione la posizione di un qualsiasi punto, si ricorre a tecnologie innovative quali il GPS (Global Positioning System), progettato negli Stati Uniti inizialmente per scopi militari. Il sistema sfrutta radiosegnali emessi da alcune decine di satelliti in orbita intorno al globo e captati da ricevitori a terra. I sistemi di navigazione montati sulle automobili impiegano questa tecnologia. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

37 I fusi orari La Terra ruota su se stessa esponendo al Sole, nelle diverse ore della giornata, zone diverse della propria superficie. In un dato momento il Sole è in culminazione su un solo meridiano ed è mezzogiorno su tutti i punti che hanno la longitudine corrispondente a quel meridiano. In quello stesso momento, poiché la Terra ruota da ovest verso est, il mezzogiorno deve ancora venire per le località situate a ovest di quel meridiano, mentre è già passato per le località situate a est. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

38 La differenza di fuso orario Immaginiamo per esempio che a Roma sia esattamente mezzogiorno. Per le località come New York, che si trovano a ovest di Roma, il mezzogiorno deve ancora arrivare. Invece, per le località come Calcutta, in India, che si trovano a est di Roma, il mezzogiorno è già passato. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

39 I fusi orari nel mondo Per facilitare le comunicazioni tra le nazioni e uniformare gli orari all’interno di ciascuna di esse, si è deciso di dividere la Terra in 24 spicchi, o fusi, tanti quante sono le ore. Ogni fuso è delimitato da due meridiani che distano tra loro 15° di longitudine. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

40 I movimenti della Luna La Luna compie un moto di rotazione attorno al proprio asse; al tempo stesso essa compie un moto di rivoluzione attorno alla Terra. Inoltre, la Luna gira insieme alla Terra attorno al Sole. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

41 I movimenti della Luna La Luna presenta un aspetto mutevole: a volte, la faccia rivolta verso la Terra si presenta tutta illuminata, a volte solo parzialmente illuminata, a volte del tutto oscura. I diversi aspetti assunti dalla Luna, o fasi lunari, si ripetono nella stessa successione in un intervallo di tempo detto mese sinodico, pari a circa 29 giorni e mezzo. Il mese del nostro calendario è derivato da esso. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

42 Le fasi lunari Le fasi lunari sono dovute al moto di rivoluzione della Luna e al suo conseguente ciclico cambiamento di posizione rispetto alla Terra e al Sole. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011

43 Le eclissi Le eclissi avvengono quando il Sole, la Terra e la Luna si trovano allineati e i raggi solari vengono intercettati dal corpo celeste (Terra o Luna) che si trova nel mezzo. L’eclissi di Luna si ha quando la Terra si interpone tra il Sole e la Luna, per cui questa non riceve più la luce solare e non è quindi visibile. Perché ciò accada la Luna deve trovarsi nella fase di luna piena. L’eclissi di Sole si ha quando è la Luna a interporsi tra il Sole e la Terra. In tale situazione il disco della Luna copre il Sole che, visto dalla Terra, risulta occultato. Perché ciò accada la Luna deve trovarsi dalla stessa parte del Sole rispetto alla Terra, ossia nella fase di luna nuova. Gainotti, Modelli Dentro le scienze integrate © Zanichelli editore 2011


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